Измерение сопротивления изоляции мультиметром

Уважаемые читатели, приветствую Вас на страницах сайта http://zametkielectrika.ru.

Сегодня я написал вторую часть статьи, где мы продолжим знакомиться с тем, как пользоваться мультиметром, тестером или цешкой. Вообщем, кому как нравится.

С первой частью статьи Вы можете ознакомиться вот здесь: «Как пользоваться мультиметром (часть 1)»

Как пользоваться мультиметром при измерении сопротивления

Внимание. При проверке сопротивления в цепи необходимо убедиться в отсутствии в ней напряжения.

При измерении мультиметром величины сопротивления красный измерительный щуп вставляем в гнездо «V/Ω», а черный щуп — в гнездо «com».

Переключатель мультиметра ставим в диапазон (Ω). Он специально выделен красным цветом.

Далее нужно убедиться, что прибор (мультиметр) исправен. Для этого соединяем красный и черный щупы между собой. Мультиметр покажет следующее:

Мультиметр («тестер») исправен, а значит можно проводить дальнейшие электрические измерения.

В диапазоне (Ω) существует 7 пределов измерения: 200 (Ом), 2 (кОм), 20 (кОм), 200 (кОм), 2 (МОм), 20 (МОм) и 200 (МОм). Каждое значение — это и есть максимальное значение на определенном пределе измерения. Также в этом секторе имеется функция «прозвонки» цепей и проверки диодов, но об этом чуть позже.

Чаще всего мне приходиться пользоваться мультиметром именно при измерении сопротивления цепи электропроводки или обмоток (катушек) реле.

А сейчас проведем наглядные измерения сопротивления. В качестве примера возьмем катушку от реле с неизвестным нам номиналом.

Здесь я хочу сообщить Вам о небольшой тонкости, в отличии от измерения напряжения. Дело в том, что при измерении неизвестной величины сопротивления переключатель мультиметра можно устанавливать на любой предел. Мультиметр таким образом мы не повредим.

Ставим переключатель в положение «2М», что будет соответствовать пределу измерения мультиметра от о до 2 (МОм) и подсоединяем измерительные щупы к выводам катушки.

На дисплее мультиметра мы видим вместо показаний — одни нули. Это значит, что катушка обладает некоторым сопротивлением, но мы выбрали не правильный предел измерения.

Затем устанавливаем переключатель в положение «200К», что будет соответствовать пределу измерения мультиметра от о до 200 (кОм) и подсоединяем измерительные щупы к выводам катушки.

Измеренную величину сопротивления катушки смотрим на дисплее мультиметра («тестера»). Сопротивление катушки составляет 00,4 (кОм). Перед значением стоит один нолик, поэтому можно уменьшить предел еще на одну ступень.

Переключатель мультиметра устанавливаем на предел «20К», что будет соответствовать пределу измерения мультиметра от о до 20 (кОм), и снова проводим измерение. Сейчас на экране мультиметра мы видим величину сопротивления нашей катушки, которое составляет 0,63 (кОм). Это уже больше похоже на правду.

Если есть желание, то можно попробовать снизить предел измерений до «2К», что будет соответствовать пределу измерения мультиметра от о до 2 (кОм) и снова провести измерение сопротивления катушки.

На экране мультиметра мы видим еще более точное значение сопротивления катушки, которое составляет 0,649 (кОм).

На этом останавливаться не будем и попробуем снизить предел до «200», что будет соответствовать пределу измерения мультиметра от о до 200 (Ом). В этом случае мы увидим на экране цифру «1». Это значит, что сопротивление катушки больше, чем установленный предел, либо в проводе катушке обрыв.

Еще несколько слов хотел упомянуть про режим «прозвонки». В этом режиме при сопротивлении в цепи менее 70 (Ом) слышен звуковой сигнал. Очень удобная функция.

Как измерить сопротивление мультиметром, ведь радиолюбителю зачастую требуются более точные данные, а если элемент не новый, необходимо проверить его работоспособность.

Подключение щупов

Мультиметр комплектуется двумя щупами — красного и черного цвета. Кроме окраски, они ничем не отличаются.

К рабочей части подсоединен провод с разъемом на противоположном конце для подключения к портам мультиметра. Таких портов четыре, они помечены символами:

1. COM: от англ. common — общий;
2. V/Ω (напряжение и сопротивление);
3. mA (сила тока);
4. 20A max (сила тока свыше 200 мА).

Один щуп всегда включается в порт COM, второй — в соответствии с измеряемым параметром. Для измерения сопротивления его включают в порт «V/Ω». В этом режиме мультиметр подает на щупы постоянное напряжение и важно знать, как распределены потенциалы:

Полярность учитывается при измерении сопротивления p-n переходов полупроводниковых приборов — диодов, транзисторов и др.

При покупке мультиметра следует обращать внимание на качество щупов — от этого зависит точность измерений. В дешевых моделях разъемы в портах держатся плохо, из-за чего нарушается контакт. Для проверки переключают прибор в режим измерения сопротивления и прикладывают щупы один к другому. Если показания на дисплее постоянно меняются — контакт ненадежный и от данной модели лучше отказаться.

Цвет щупа значения не имеет, но принято в порт «COM» с отрицательным потенциалом включать черный щуп. Рекомендуется придерживаться этого правила, поскольку на него ориентированы все инструкции по измерению сопротивления в транзисторах и других полупроводниковых элементах.

Выбор диапазона измерения

Настройку мультиметра осуществляют поворотом многопозиционного переключателя. Его позиции разбиты на несколько секторов со следующими обозначениями:

• DCV (-) или V-: измерение постоянного напряжения;
• ACV (

: переменное напряжение;

DCA (-) или A-: сила постоянного тока;

ACA (

Дополнительные секторы, имеющиеся в некоторых моделях:

• CX: замер емкости конденсатора;
• hFE:: определение коэффициента усиления транзисторов;
• значок диода, изображение лампочки или звуковых волн: режим прозвонки.

Каждый сектор, за исключением «hFE» и «прозвонки», содержит несколько позиций, определяющих чувствительность прибора, то есть диапазон измеряемых величин.

В секторе «Ω» обычно имеются позиции:

Буква «К» — сокращение от приставки «кило». То есть максимальное сопротивление, отображаемое прибором, составляет 2 млн. Ом или 2 МОм.

Для измерения сопротивления величиной до 200 Ом переключатель устанавливают на позицию «200». Если измеряемая величина лежит в пределах 200 – 2000 Ом, переключатель устанавливается на позицию «2000» и т.д. То есть действует правило: выбирается ближайшее наибольшее значение относительно предполагаемой величины измеряемого сопротивления.

Если с интервалом угадать сложно – когда диапазон:

• занижен: на дисплее отображается «1» — символ бесконечности;
• завышен: отображается число с двумя нулями впереди, например, «005».

При измерениях неизвестных величин переключатель устанавливают на максимальное значение и затем шаг за шагом опускаются, пока на мультиметре экстремальные показания не сменятся какими-то конечными.

Некоторые мультиметры способны измерять сопротивление до 200 МОм. В секторе «Ω» у них имеется 7 позиций:

Но для измерения сопротивления изоляции проводов этого все равно недостаточно. Такие задачи решают с помощью мегомметра — тестера, подающего напряжение до 2500 В и способного определять сопротивление до 300 Гом.

Существуют мультиметры, определяющие диапазон измерений самостоятельно. Стоимость у них, по сравнению с обычными, выше.

Схема измерения сопротивлений

При измерении сопротивления действуют в таком порядке:

1. Черный щуп включают в разъем «COM».
2. Красный — в разъем «V/Ω».
3. Устанавливают переключатель на одну из позиций сектора «Ω» либо на самую большую — если порядок измеряемого сопротивления неизвестен.
4. Проверяют работоспособность прибора, прикасаясь щупами друг к другу. Если прибор исправен, на дисплее появится некое мизерное значение. Если оно постоянно меняется или является высоким, это говорит о плохом контакте — точность измерений окажется низкой.
5. Обесточивают исследуемую цепь или элемент.
6. Прикасаются щупами к концам участка цепи, сопротивление которого нужно измерить. Если определяется сопротивление полупроводникового прибора, важно соблюдать полярность. Так, для измерения сопротивления диода черный щуп коротят с катодом, красный — с анодом.
7. Если на экране отображается «1», что означает запредельно высокую величину, переключатель прибора переводят на позицию ниже и повторяют измерения.

Принцип замера сопротивления в электрической цепи

При измерении сопротивления резистора возможны следующие нештатные ситуации:

• мультиметр при любом диапазоне отображает «1»: резистор перегорел;
• величина сопротивления значительно ниже положенного: в резисторе произошло межвитковое замыкание.

Измерение на контактах проверяемой цепи

Целостность электрической цепи удобно проверять в режиме прозвонки. Мультиметр при этом также осуществляет замер сопротивления и если оно ниже 50 Ом, подает сигнал (зуммер). Эта функция облегчает выполнение ряда действий:

• ревизию целостности проводов и электрических соединений;
• выявление коротких замыканий;
• поиск жилы многожильного кабеля;
• проверку диодов и других полупроводниковых элементов на пробой.

При применении режима прозвонки пользователю не приходится вчитываться в показания на дисплее.

Измерение сопротивлений с малым номиналом

При измерении сопротивлений в несколько Ом погрешность мультиметра становится чрезмерной. Ситуация усугубляется тем, что сам прибор и его щупы имеют сопротивление около 0,3 – 0,7 Ом. Потому резисторы с малым номиналом проверяют косвенным методом:

1. Формируют цепь из соединенных последовательно резисторов: исследуемого и эталонного. В качестве эталона применяют резистор с высокой точностью — допуск не превышает 0,05%. В цветовой маркировке таких элементов присутствует серая полоса (не путать с серебряной). Номинал также небольшой. К примеру, для замера сопротивления порядка 1,5 Ом подойдет эталонный резистор на 2,7 Ом.
2. Запитывают цепь от источника постоянного тока напряжением 12 В. Этот вариант рекомендован как наиболее доступный: такое напряжение генерирует автомобильный аккумулятор или компьютерный блок питания. Если имеются источники с более высоким напряжением, но с допустимым для данных резисторов, — следует воспользоваться ими. Измерения тем точнее, чем выше напряжение.
3. Замеряют мультиметром падение напряжения на исследуемом резисторе (разность потенциалов). Напряжение прибор определяет с гораздо большей точностью, чем сопротивление, — до 0,1 мВ. Эта особенность и побуждает применить косвенный метод измерений.

Схема замещения мультиметра при измерении напряжения и тока

Вычисляют сопротивление исследуемого резистора из пропорции: (12 – U) / U = Rэт / R. То есть R = Rэт * U / (12 – U), где

Rэт — сопротивление эталонного резистора, Ом;
R — сопротивление исследуемого резистора, Ом;
12 — напряжение источника тока, В;
U — падение напряжения на исследуемом резисторе.

Измерение сопротивления нелинейных элементов

Напряжение на щупах разных моделей мультиметров в режиме «Ω» отличается, потому и сопротивление они покажут разное. Из-за этого диоды проверяют так:

1. В режиме «Ω» касаются щупами конденсатора средней емкости, пока он полностью не зарядится (на дисплее засветится «1»).
2. Переключают мультиметр в режим измерения постоянного напряжения (сектор DCV (-) или V-) и определяют напряжение на выводах конденсатора. Оно будет равно напряжению, подаваемому на щупы в режиме «Ω».
3. По формуле I = U / R рассчитывают ток, протекающий через диод.

Проверяют, лежит ли точка с координатами U и I на графике вольт-амперной характеристики диода. Если она оказалась в стороне сверхдопустимых отклонений, но диод открывается и закрывается, его допускается применять в схемах с низкими требованиями к точности.

Измерение сопротивления мультиметром — простейшая операция, но и в ней есть свои тонкости. Придерживаясь изложенных выше советов, пользователь сможет провести измерения безопасно и с точным результатом.

Во время ремонта любой аппаратуры как бытового класса, так и профессионального, часто выполняемой операцией является измерение сопротивления. Наиболее просто и быстро можно проверить сопротивление мультиметром. Как правило, для различных электронных приборов методика измерения похожа, но есть и особенности, связанные с их физическими свойствами.

Общие сведения о сопротивлении

В науке понятие сопротивление обозначает физическую величину характеризующую способность проводника препятствовать прохождению электрического сигнала, протекающего в нём.

Сопротивление в цепи переменного тока называется импеданс, а в электромагнитном поле — волновым. Существует и элемент электрической сети — резистор, который часто называется сопротивлением. Единицей измерения физической величины является Ом. На схемах и в литературе обозначение сопротивления выполняется латинской буквой R.

Наиболее востребованной является проверка сопротивления мультиметром именно резистора или переходов полупроводниковых приборов, в то время как для измерения волнового параметра кабеля используются специальные приборы, например, осциллограф или LC-метр.

Значение импеданса резистора указывается на его корпусе способом нанесения цифр или полосок. Фактическое сопротивление резистора, даже исправного, может отличаться от номинального на значение допускаемого отклонения. Вся проверка сводится к измерению тестером величины сопротивления и сравнения результата с заявленным.

Полупроводники. Работа полупроводниковых элементов основана на свойствах p-n перехода беспрепятственно пропускать ток в одну сторону, а в другую оказывать сопротивление его прохождению.

При проверке электрических объектов особое значение имеет измерение сопротивления изоляции проводов. Обычно показания снимаются относительно фазового проводника и поверхности его изоляции. Применяемый для этого измерительный прибор называется мегомметр.

Виды устройств для проведения замеров

Практически во всех многофункциональных приборах для замеров существует возможность измерить значение импеданса. По своему принципу работы и функциональности выпускаемые устройства могут быть цифровыми и аналоговыми. При этом важными их характеристиками являются погрешность и диапазон измерения.

Перед началом работы с тестером нужно убедиться в исправности его элементов питания. Если на цифровом типе прибора высвечивается индикация с мигающей батарейкой, это означает что батарейку необходимо заменить. Для стрелочного прибора сигналом о замене питающих элементов будет невозможность установить стрелку в нулевое положение.

Для правильного получения результата необходимо не только использовать настроенный прибор, но и проследить за окружающей температурой. Как известно из законов физики, при нагревании величина сопротивления у проводников увеличивается, а у полупроводников уменьшается. Оптимальной температурой считается 20 градусов по Цельсию.

Цифровой мультиметр

Главной особенностью цифрового мультиметра является наличие экрана, на нём наглядно отображается измеряемая величина. В основе принципа действия устройства лежит сравнение измеряемого сигнала с опорным, для этого используется аналого-цифровой преобразователь.

Для проведения измерения тестер подключается набором проводов к измеряемому элементу. На одном конце каждого из проводов находится штекер, предназначенный для установки в гнездо измерителя, а на другом контактный щуп. Порядок измерения сопротивления резистора электронным мультиметром можно представить в виде следующих действий:

1. Нажтием на кнопку ON/OFF включается устройство.
2. Подключаются щупы к двум концам резистора, обратные концы проводов к разъёмам Ω и СОМ.
3. Переключателем устанавливается примерное сопротивление.
4. В случае когда на индикаторе высвечивается единица, переключатель следует переставить на одну позицию вверх, т. е. увеличить предел измерения.
5. Если при снятии показаний на экране отображаются цифры, отличные от единицы, это и будет значение сопротивления.

Таким же образом можно измерить и сопротивление p-n перехода полупроводника. Цифровым прибором удобно измерить постоянное сопротивление, но он бесполезен, когда понадобится узнать его переменную величину. Для таких измерений предпочтительно использовать стрелочный прибор.

Стрелочный прибор

Самые первые измерительные приборы снабжались стрелочным устройством. Это устройство представляло собой электромеханическую головку. Конструктивно она выполнена в виде рамки, находящейся в магнитном поле. На эту головку через различные сопротивления подаётся электрический сигнал. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, устанавливаясь в определённое положение. Диапазон отклонения стрелки проградуирован, согласно этим значениям и вычисляется требуемая величина.

Технические возможности аналогового тестера во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Главным его достоинством является инерционность и невосприимчивость к помехам во время измерения постоянного напряжения и величины сопротивления.

Стрелочные приборы идеально подходят для отображения динамики сигнала. Тестер мгновенно показывает его изменение. Вместе с тем такой прибор обладает большой погрешностью при измерениях в высокоомных цепях, и имеется некоторая сложность в интерпретации результатов измерения.

Включение прибора осуществляется согласно инструкции, указанной на обратной стороне крышки элементов питания. Кнопкой переключения выбирается режим работы для постоянной, переменной величины или сопротивления (соответственно «—», «

», «Ω»). Для пары измерения используется двойное нажатие. Галетный переключатель диапазонов вычисления устанавливается на фиксированное значение, соответствующее предполагаемому показателю измерения.

Перед измерением величины сопротивления тестер настраивается путём вращения ручки нуля до тех пор, пока стрелка не установится на значение «∞». При выборе диапазона измерения «Ω» значения сопротивления маркируются не максимальными числами в этом диапазоне, а имеют такой вид: х1, х10, х100. Это означает, что полученное значение будет измеряться в Ом, кОм, и МОм. Измерение активного сопротивления производится от установленного в устройстве источника постоянного тока (батарейки).

Включив и подготовив тестер, нужно приложить щупы к исследуемому объекту. Согласно показаниям стрелки на измерительной шкале появится результат, который затем умножается на множитель диапазона.

Использование мегомметра

Мегомметр является специализированным устройством для измерения. Перед началом измерений необходимо строго придерживаться требований ПУЭ (правила устройства электроустановок). К основным правилам относят:

1. Измерения проводятся на пределе тестера, превышающего возможное наибольшее значение сопротивления. Если такое значение неизвестно, то начинают с максимально возможного предела, который для улучшения точности результата уменьшают до минимально возможного.
2. Перед тем как проверить сопротивление тестером, потребуется убедиться в обесточивании проверяемого объекта.
3. Все элементы с пониженной изоляцией, конденсаторы, полупроводники закорачиваются перед началом тестирования.
4. На время проведения замеров испытуемый объект заземляется.
5. После окончания измерений, особенно для устройств с большой ёмкостью (например, провода большой протяжённости), перед отсоединением щупов устройства необходимо снять остаточный заряд путём замыкания на заземление.
6. Снятие показаний сопротивления изоляции силовых и осветительных проводок происходит при выключенных выключателях, снятых предохранителях, извлечённых лампах.
7. Строго запрещается измерять изоляцию вблизи линий, находящихся под высоким напряжением и во время грозы.

Мегомметр является сложным устройством, состоящим из генератора тока и измерительной головки. Также в состав входят: токоограничивающие резисторы, клеммные колодки, корпус из диэлектрика и переключатель режимов.

Прибор имеет три клеммы для внешнего подключения проводов. К одной подключается земля, к другой линия, а к третьей экран. Куда подключается какой провод — указано в инструкции к прибору.

Клеммы земли и линии задействуются при любых операциях по снятию показаний изоляции относительно контура земли, а экранный контакт нужен для уменьшения влияния токов утечки. Такие токи появляются при замерах между двумя жилами провода, расположенными параллельно друг другу. Экранный контакт подключается специальным проводом, идущим в комплекте к устройству.

После подключения всех щупов на приборах старого образца понадобится покрутить ручку, что обеспечит работу внутреннего генератора и подачу напряжения на тестируемый объект. В современных устройствах вместо ручки используется кнопка, а питание берётся от устанавливаемых аккумуляторов или гальванических батарей. Величина напряжения генератора может лежать в диапазоне от 100 вольт до 2,5 кВ. Как только напряжение подано, для стрелочного прибора снимаются показания стрелки на шкале, соответствующей выбранному диапазону, а для цифрового типа прибора снимаются показания в виде цифр на индикаторе.

Пример практического измерения

В качестве примера измерения импеданса цифровым тестером можно привести паяльник. Вначале подключаются штекеры устройства согласно инструкции, а после выставляется предел измерения на 10 кОм. Нужно дотронуться щупами до контактной вилки прибора и посмотреть на индикатор. На нём отобразится число — например, 320. Это обозначает, что паяльник имеет сопротивление, равное 320 Ом. Получив величину сопротивления можно вычислить мощность паяльника. Она рассчитывается по формуле: P = U*U/R, где:

• P — мощность паяльника (Вт);
• U — рабочее напряжение паяльника (В);
• R — измеренное сопротивление (Ом).

Для приведённого примера она составит 150 Вт, при включении в сеть — 220 вольт. Таким образом возможно снимать показания ламп накаливания и любых нагревательных элементов.

Используя мультиметр, можно прозвонить электролитический конденсатор, т. е. определить по изменению сопротивления его исправность. Первоначально конденсатор выпаивается с платы и разряжается путём замыкания его контактов между собой. Переключатель тестера устанавливается на самое большое положение диапазона, после чего нужно щупами прикоснуться к ножкам радиоэлемента.

Если измерения проводятся стрелочным прибором, его стрелка должна отклониться в нулевое положение, а затем медленно перейти в положение бесконечности. Скорость ее возврата зависит от ёмкости элемента. Чем она больше, тем медленнее возвращается стрелка.

Перед тем как замерить сопротивление мультиметром, необходимо извлечь хотя бы один из выводов радиоэлемента из платы. Связано это с тем, что, находясь в плате, выводы элемента могут шунтироваться другими радиодеталями, т. е. к этим выводам параллельно может быть подключён другой радиоэлемент. Это означает, что результат будет определён неправильно.